بررسي تاثير پوشش اكسيد روتنيوم بر رفتار خوردگي آند تيتانيوم در محيط الكتروليز تيتانيوم به روش FFC-Cambridge

Effect of RuO2 in Corrosion Behavior of Ti anode in FFC-Cambridge Process for Titanium Metal Winning

در اين پژوهش، رفتار خوردگي آند خنثي تيتانيوم با پوشش اكسيد روتنيوم و بدون پوشش در محيط كلريد كلسيم مذاب و در دماي C?950 مورد مطالعه قرار گرفت. اكسيد روتنيوم به روش تجزيه حرارتي بر روي تيتانيوم پوشش داده شد. سپس اين آندها در سل الكتروليز تيتانيوم به روش FFC به عنوان آند قرار داده شدند و كاتد در پتانسيل 6/1- ولت نسبت به الكترود مرجع گرافيت پلاريزه شده و پس از مدت زمان‌هاي مختلف آندها از سل خارج شده و رفتار خوردگي آن توسط مطالعات ميكروسكوپي مورد بررسي قرار گرفت، به صورتي كه مورفولوژي سطح نمونه‌ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز عناصر نيز با استفاده از شناساگر EDS انجام شد. بررسي ها نشان داد كه در اثر اعمال پوشش به آند مزبور، ضخامت لايه اكسيدي تشكيل شده بر روي سطح آند نسبت به آند بدون پوشش به شدت كاهش يافته و در اثر قرار گرفتن در معرض نمك مذاب كلريدكلسيم دو عملكرد متفاوت از خود نشان مي‌دهد. بخشي از پوشش در اثر واكنش با كلر آزاد شده ناشي از تجزيه نمك مذاب، با تشكيل يك تركيب كلريدي از سطح زيرلايه جدا شده و در مذاب حل شد. قسمتي از پوشش نيز در طول الكتروليز در اثر فرآيند نفوذ، به درون تيتانيوم زيرلايه نفوذ كرده و تركيب بين فلزي تشكيل شده است. بنابراين با افزايش زمان الكتروليز پوشش به درون زيرلايه تيتانيوم نفوذ كرده كه اين امر مي‌تواند در مقاومت به خوردگي آند حاوي پوشش اكسيد روتنيوم در محيط نمك مذاب موثر باشد.

The corrosion behavior of inert titanium anode with ruthenium oxide coating and without coating was studied in molten calcium chloride salt at 950?C. The Titanium was coated with Ruthenium oxide by the thermal decomposition method. Then, these anodes was placed in the electrolysis cell via the FFC method and cathode was polarized relating to the reference electrode in constant potential value of -1.6v and its corrosion behavior by microscopic studies was investigated. The morphological studies were performed by SEM, the distribution of elements was studied by EDS method. Studies have shown that the coating on the anode, the thickness of the oxide layer formed on the surface of the anode to uncoated anode greatly reduced and the Ti/RuO2 anode made showed two different functions due to exposure to calcium chloride molten salt and during the electrolysis. Part of the coating because of reacting with the released chlorine of molten salt decomposition, was separated from the substrate surface and dissolved in the melt by forming a chloride compound. Also a part of ruthenium during electrolysis and because of diffusion, has penetrated into the titanium of substrate and the intermetallic compound has been formed. So by the time, the ruthenium oxide coating improves the corrosion resistance of the anode by penetrating into the titanium.